JP6815451B1 - Inverter device - Google Patents

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Abstract

【課題】インバータ装置の筐体内部での結露を防止する技術を提供する。【解決手段】インバータ装置1において、パワー電子素子及び電解コンデンサを収納する筐体6と、筐体6に形成された開口部と、開口部の周囲に沿って配置された熱的インシュレータ9と、冷却水の流入パイプ81及び排出パイプ82とボディ部85を有し、ボディ部85の第一の面が、熱的インシュレータ9を介して、筐体6の外側から開口部を塞いで配置されたウォータジャケット8と、を備える。パワー電子素子は、ボディ部85の第一の面に取付けられ、電解コンデンサは、筐体6の内部に取付けられ、筐体6の内面に接触している。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for preventing dew condensation inside a housing of an inverter device. SOLUTION: In an inverter device 1, a housing 6 for accommodating a power electronic element and an electrolytic capacitor, an opening formed in the housing 6, and a thermal insulator 9 arranged along the periphery of the opening are provided. It has an inflow pipe 81 and a discharge pipe 82 for cooling water and a body portion 85, and the first surface of the body portion 85 is arranged so as to close the opening from the outside of the housing 6 via a thermal inverter 9. It includes a water jacket 8. The power electronic element is attached to the first surface of the body portion 85, and the electrolytic capacitor is attached to the inside of the housing 6 and is in contact with the inner surface of the housing 6. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本願は、ウォータジャケットを用いて冷却するインバータ装置に関するものである。 The present application relates to an inverter device that cools using a water jacket.

直流電源を用いて交流モータを使用する場合、インバータ装置を用いて交流に変換し、この交流の周波数及び電流値を調整して、交流モータの回転数、出力(トルク)を制御している。 When an AC motor is used with a DC power supply, it is converted to AC using an inverter device, and the frequency and current value of this AC are adjusted to control the rotation speed and output (torque) of the AC motor.

直流から交流への変換、周波数及び電流値の調整を行うインバータ装置には、FET(Field Effect Transistor)及びIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等のパワー電子素子と電解コンデンサが一般的に用いられる。近年、これらの変換効率は90%以上と高くなっているが、それでも多くのエネルギーが変換されず、熱として放出される。
この発熱により、パワー電子素子が性能保証温度を超えるとインバータ装置の故障となるため、冷却水を用いて冷却することが必要となる。
Power electronic devices such as FETs (Field Effect Transistors) and IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) and electrolytic capacitors are generally used for inverter devices that convert DC to AC and adjust frequency and current values. In recent years, these conversion efficiencies have increased to 90% or more, but much energy is still not converted and is released as heat.
If the power electronic element exceeds the guaranteed performance temperature due to this heat generation, the inverter device will fail, so it is necessary to cool it with cooling water.

インバータ装置は、ケースとそのケースを塞ぐリッドにより筐体が形成され、この筐体を構成するケースの底部に、パワー電子素子と電解コンデンサとが配置されている。
インバータ装置の筐体の外面には、冷却水を流すウォータジャケットが取付けられている。インバータ装置の駆動によりパワー電子素子及び電解コンデンサから生じた熱は、ウォータジャケットに冷却水を流すことで冷却される。
The inverter device has a housing formed by a case and a lid that closes the case, and a power electronic element and an electrolytic capacitor are arranged at the bottom of the case constituting the housing.
A water jacket that allows cooling water to flow is attached to the outer surface of the housing of the inverter device. The heat generated from the power electronic element and the electrolytic capacitor by driving the inverter device is cooled by flowing cooling water through the water jacket.

ウォータジャケットを用いたインバータ装置の冷却には、大きく2つの方式が知られている。第一の冷却方式は、冷却水をラジエータで冷却しながら循環させる循環水方式であり、第二の冷却方式は、海水及び湖水を用いて冷却して、そのまま排水する非循環水方式がある。
交流モータを船外機の動力等に用いる場合には、冷却水の入手が容易であり、ラジエータ等の冷却装置を削減することができるため、非循環水方式の冷却方式がインバータ装置の冷却に用いられている。
Two major methods are known for cooling an inverter device using a water jacket. The first cooling method is a circulating water method in which cooling water is circulated while being cooled by a radiator, and the second cooling method is a non-circulating water method in which seawater and lake water are used to cool and drain the water as it is.
When an AC motor is used to power an outboard motor, cooling water can be easily obtained and the number of cooling devices such as radiators can be reduced. Therefore, the non-circulating water cooling method is used to cool the inverter device. It is used.

WO2014/041892号公報WO2014 / 041892

従来の船外機用のインバータ装置をはじめ、海水、湖水等から採取した水をそのまま冷却水として用いる、非循環水方式の冷却方式を用いると、冷却水の採取場所によって水温が大きく変化する場合がある。
採取した冷却水の水温が低く、インバータ装置の冷却が過剰となりインバータ装置の筐体内部の気体が露点温度を下回った場合、インバータ装置の筐体内部が結露する。その結果、パワー電子素子間のショートが発生し、インバータ装置の誤動作を生じる場合がある。
When using a non-circulating water cooling method that uses water collected from seawater, lake water, etc. as it is, including conventional inverter devices for outboard motors, the water temperature changes significantly depending on the location where the cooling water is collected. There is.
When the temperature of the collected cooling water is low and the inverter device is overcooled and the gas inside the inverter device housing falls below the dew point temperature, dew condensation occurs inside the inverter device housing. As a result, a short circuit between the power electronic elements may occur, causing a malfunction of the inverter device.

本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、インバータ装置の筐体内部の結露を防止し、インバータ装置のショート及び誤動作を抑制することを目的とする。 The present application has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present application is to prevent dew condensation inside the housing of the inverter device and to suppress short circuit and malfunction of the inverter device.

本願のインバータ装置は、パワー電子素子及び電解コンデンサを収納する筐体と、筐体に形成された開口部と、開口部の周囲に沿って配置された熱的インシュレータと、冷却水の流入パイプ及び排出パイプとボディ部を有し、ボディ部の第一の面が、熱的インシュレータを介して、筐体の外側から開口部を塞いで配置されたウォータジャケットと、を備え、パワー電子素子は、ボディ部の第一の面に取付けられ、電解コンデンサは、熱的インシュレータによりウォータジャケットと隔てられ、筐体の内部に取付けられ筐体の内面に接触していることを特徴とするものである。

The inverter device of the present application includes a housing for accommodating a power electronic element and an electrolytic capacitor, an opening formed in the housing, a thermal insulator arranged along the periphery of the opening, an inflow pipe for cooling water, and a cooling water inflow pipe. The power electronic device comprises a water jacket having a discharge pipe and a body portion, the first surface of the body portion being arranged from the outside of the housing by closing an opening via a thermal insulator. Attached to the first surface of the body portion, the electrolytic capacitor is separated from the water jacket by a thermal insulator , is attached to the inside of the housing, and is in contact with the inner surface of the housing.

本願のインバータ装置では、パワー電子素子及び電解コンデンサを配置した筐体内の冷却が過剰になることを防止することができ、インバータ装置の筐体内部での結露を防止し、インバータ装置のショート及び誤動作を抑制することができる。 In the inverter device of the present application, it is possible to prevent excessive cooling in the housing in which the power electronic element and the electrolytic capacitor are arranged, prevent dew condensation inside the housing of the inverter device, and cause a short circuit and malfunction of the inverter device. Can be suppressed.

実施の形態1に係るインバータ装置の斜視図である、It is a perspective view of the inverter device which concerns on Embodiment 1. 実施の形態1に係るインバータ装置の下面側から観察した斜視図である。It is a perspective view observed from the lower surface side of the inverter device which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るインバータ装置の内部構造を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the inverter device which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るインバータ装置の断面図である。It is sectional drawing of the inverter device which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る船に取付けた船外機の概略図である。It is the schematic of the outboard motor attached to the ship which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る船外機の内部構造を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the outboard motor which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態3に係るインバータ装置の温度制御のフロー図である。It is a flow chart of the temperature control of the inverter device which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施の形態4に係るウォータジャケットの斜視図である。It is a perspective view of the water jacket which concerns on Embodiment 4. FIG. 実施の形態4に係るウォータジャケットの断面図である。It is sectional drawing of the water jacket which concerns on Embodiment 4. FIG. 実施の形態5に係るインバータ装置の斜視図である。It is a perspective view of the inverter device which concerns on Embodiment 5. 実施の形態6に係るインバータ装置の斜視図である。It is a perspective view of the inverter device which concerns on Embodiment 6. 実施の形態6に係るインバータ装置の断面図である。It is sectional drawing of the inverter device which concerns on Embodiment 6. 実施の形態7に係るウォータジャケットの斜視図である。It is a perspective view of the water jacket which concerns on Embodiment 7. 実施の形態7に係るインバータ装置の平面図である。It is a top view of the inverter device which concerns on Embodiment 7. 実施の形態2及び3に係る温度制御のハードウェア図である。It is a hardware diagram of temperature control which concerns on Embodiments 2 and 3.

実施の形態の説明及び各図において、同一の符号を付した部分は、同一または相当する部分を示すものである。 In the description of the embodiment and each figure, the parts with the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

実施の形態1.
図1〜図4を用いて、本実施の形態1に係るインバータ装置1を説明する。図1は、本実施の形態1に係るインバータ装置1の斜視図であり、図2は、図1に示したインバータ装置1を下面側から観察した斜視図である。図3は、本実施の形態1に係るインバータ装置1の内部構造を示す斜視図である。
図4は、ウォータジャケット8の流入パイプ81及び流出パイプ82の中心線を含む面で、図1に示したインバータ装置を厚み方向に切断したインバータ装置の断面図である。
Embodiment 1.
The inverter device 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a perspective view of the inverter device 1 according to the first embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of the inverter device 1 shown in FIG. 1 observed from the lower surface side. FIG. 3 is a perspective view showing the internal structure of the inverter device 1 according to the first embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the inverter device obtained by cutting the inverter device shown in FIG. 1 in the thickness direction on the surface including the center lines of the inflow pipe 81 and the outflow pipe 82 of the water jacket 8.

インバータ装置1の筐体6は、図1に示すようにケース2とケース2を塞ぐリッド3で形成されている。
図3にリッド3を外した内部構造を示している。筐体6内部には、破線で囲んで示した開口部20が形成され、筐体6の内部には直流電流を交流電流へ変換するパワー電子素子60と直流電流を平滑化する電解コンデンサ70とが配置されている。また、筐体6の両側には交流モータに交流電力を供給する交流電力用ハーネス5と直流電力をインバータ装置1に供給する直流電力用ハーネス4とが形成されている。
As shown in FIG. 1, the housing 6 of the inverter device 1 is formed of a case 2 and a lid 3 that closes the case 2.
FIG. 3 shows the internal structure with the lid 3 removed. An opening 20 surrounded by a broken line is formed inside the housing 6, and a power electronic element 60 that converts a direct current into an alternating current and an electrolytic capacitor 70 that smoothes the direct current are formed inside the housing 6. Is placed. Further, on both sides of the housing 6, an AC power harness 5 for supplying AC power to the AC motor and a DC power harness 4 for supplying DC power to the inverter device 1 are formed.

インバータ装置1の筐体6を構成するケース2とリッド3とは、熱伝導率が高い、アルミニウム、銅等の金属材料が好ましく、本実施の形態1においては、アルミニウムが用いられている。 The case 2 and the lid 3 constituting the housing 6 of the inverter device 1 are preferably metal materials such as aluminum and copper having high thermal conductivity, and aluminum is used in the first embodiment.

インバータ装置1の筐体6の外面には、図1及び図4に示すように、冷却水を用いて装置の冷却を行うウォータジャケット8が取付けられている。ウォータジャケット8は、発熱する部分に密着させ、内部に冷却水を流動させて冷却を行う水冷装置であり、図1に示すように、冷却水を導入する流入パイプ81、冷却水を排出する流出パイプ82、ウォータジャケット8の本体部分である金属製のボディ部85で構成されている。
ボディ部85には、インバータ装置1の筐体6と同様に、高熱伝導性の金属材料が適しており、本実施の形態1では、アルミニウムが用いられている。しかし、これに限定されるものではなく、その他の金属、及び熱伝導率の異なる複数の材料も用いることができる。
As shown in FIGS. 1 and 4, a water jacket 8 for cooling the apparatus using cooling water is attached to the outer surface of the housing 6 of the inverter apparatus 1. The water jacket 8 is a water cooling device that is brought into close contact with a heat generating portion and allows cooling water to flow inside to perform cooling. As shown in FIG. 1, an inflow pipe 81 for introducing cooling water and an outflow for discharging cooling water. It is composed of a pipe 82 and a metal body portion 85 which is a main body portion of the water jacket 8.
Similar to the housing 6 of the inverter device 1, a metal material having high thermal conductivity is suitable for the body portion 85, and aluminum is used in the first embodiment. However, the present invention is not limited to this, and other metals and a plurality of materials having different thermal conductivity can also be used.

本実施の形態1において、図3に示した筐体6の内部構造及び図4に示した断面図からわかるように、ケース2に形成された、破線で囲んで示した開口部20に、ウォータジャケット8のボディ部85が、筐体6の外側から対向して配置されている。開口部20の周囲には、熱的インシュレータ9が形成され、ウォータジャケット8のボディ部85とケース2とが直接に接触しないように配置されている。
熱的インシュレータ9は樹脂、セラミック等の熱伝導率が低い材料が適しており、本実施の形態1では、樹脂材料が用いられている。
In the first embodiment, as can be seen from the internal structure of the housing 6 shown in FIG. 3 and the cross-sectional view shown in FIG. 4, water is formed in the opening 20 formed in the case 2 and surrounded by a broken line. The body portion 85 of the jacket 8 is arranged so as to face each other from the outside of the housing 6. A thermal insulator 9 is formed around the opening 20, and is arranged so that the body portion 85 of the water jacket 8 and the case 2 do not come into direct contact with each other.
A material having a low thermal conductivity such as resin or ceramic is suitable for the thermal insulator 9, and a resin material is used in the first embodiment.

図3に示すように、インバータ装置1の筐体6の内部のケース底部21には、複数の電解コンデンサ70が配置されている。またケース底部21の一部には、上述のように、破線で囲んで示した開口部20が形成され、開口部20から筐体6の内側に向けて露出したウォータジャケット8のボディ部85にはパワー電子素子60が配置されている。
なお、ケース底部21と電解コンデンサ70、およびウォータジャケット8のボディ部85とパワー電子素子60は、直接または緩衝材を用いて配置することができる。
As shown in FIG. 3, a plurality of electrolytic capacitors 70 are arranged on the case bottom 21 inside the housing 6 of the inverter device 1. Further, as described above, an opening 20 surrounded by a broken line is formed in a part of the case bottom 21, and the body portion 85 of the water jacket 8 exposed from the opening 20 toward the inside of the housing 6 The power electronic element 60 is arranged in.
The case bottom 21, the electrolytic capacitor 70, the body 85 of the water jacket 8, and the power electronic element 60 can be arranged directly or by using a cushioning material.

図4等に示すように、熱的インシュレータ9がケース2に形成された開口部20の周囲に配置され、開口部20とウォータジャケット8のボディ部85との間隙を埋めるように用いられている。そのため、ウォータジャケット8のボディ部85と筐体6のケース2との間は、直接に接触しておらず、熱的にはほぼ切り離されている。 As shown in FIG. 4 and the like, the thermal insulator 9 is arranged around the opening 20 formed in the case 2 and is used to fill the gap between the opening 20 and the body portion 85 of the water jacket 8. .. Therefore, the body portion 85 of the water jacket 8 and the case 2 of the housing 6 are not in direct contact with each other and are substantially thermally separated from each other.

インバータ装置1内の最も発熱の大きなパワー電子素子60がウォータジャケット8のボディ部85に取付けられ、冷却水を流すことで高い冷却効率が得られる。
一方、電解コンデンサ70等のその他の構成部品は、インバータ装置1の筐体6を構成するケース底部21に直接もしくは緩衝材等を介して接触しており、冷却水を用いたウォータジャケット8とは熱的インシュレータ9で隔てられている。そのため、ウォータジャケット8の冷却効果が及ばず、周囲の空気との接触による、いわゆる空冷のみが可能となる。
The power electronic element 60 having the largest heat generation in the inverter device 1 is attached to the body portion 85 of the water jacket 8, and high cooling efficiency can be obtained by flowing cooling water.
On the other hand, other components such as the electrolytic capacitor 70 are in direct contact with the case bottom 21 constituting the housing 6 of the inverter device 1 or via a cushioning material or the like, and are different from the water jacket 8 using cooling water. It is separated by a thermal insulator 9. Therefore, the cooling effect of the water jacket 8 does not reach, and only so-called air cooling by contact with the surrounding air becomes possible.

本実施の形態1で述べたインバータ装置1では、発熱の大きいパワー電子素子60にはウォータジャケット8を用いた水冷が行われ、その他の構成部品には冷却効率が高くない空冷が行われる。そのため、インバータ装置1の筐体6の内部が過剰に冷却されることが無く、水温の変化の大きい海水または湖水を冷却水として用いる非循環水方式の冷却方式を適用した場合であっても安定して冷却することができる。
非循環水方式の冷却方式では、冷却水の入手が容易で、ラジエータ等の冷却装置を削減することができるという特徴も有しており、本実施の形態1のインバータ装置1に適用した場合、一例として、交流モータを動力として用いる船外機への適用が考えられる。
In the inverter device 1 described in the first embodiment, the power electronic element 60 that generates a large amount of heat is water-cooled using the water jacket 8, and the other components are air-cooled with low cooling efficiency. Therefore, the inside of the housing 6 of the inverter device 1 is not excessively cooled, and it is stable even when a non-circulating water cooling method using seawater or lake water with a large change in water temperature as cooling water is applied. Can be cooled.
The non-circulating water type cooling method also has a feature that cooling water can be easily obtained and the number of cooling devices such as radiators can be reduced. When applied to the inverter device 1 of the first embodiment, As an example, it can be applied to an outboard motor that uses an AC motor as power.

図5は、船200に船外機300が取付けられた状態を示す概略図であり、図6は、船外機300の部分を拡大して内部構造を示している。
船外機300は、船尾に取付けられており、インバータ装置1等の冷却には、海水等の非循環水が使われている。
FIG. 5 is a schematic view showing a state in which the outboard motor 300 is attached to the ship 200, and FIG. 6 shows an enlarged portion of the outboard motor 300 to show the internal structure.
The outboard motor 300 is attached to the stern, and non-circulating water such as seawater is used for cooling the inverter device 1 and the like.

インバータ装置1は、バッテリ400から直流電力を受け取り交流信号に変換し、動力用交流モータ500が駆動制御される。本実施の形態1においては、インバータ装置1は、外部の電子ユニット700に接続されており、電子ユニット700により、インバータ装置1の出力等が制御されている。 The inverter device 1 receives DC power from the battery 400, converts it into an AC signal, and drives and controls the power AC motor 500. In the first embodiment, the inverter device 1 is connected to an external electronic unit 700, and the output of the inverter device 1 is controlled by the electronic unit 700.

図6に記載された矢印630、640は各々冷却水の給水と排水の流れを示している。
インバータ装置1は、矢印630に沿ってポンプ600により汲み上げられた海水等が冷却水として給水管610へ取入れられる。続いて、インバータ装置1に取付けられたウォータジャケット8(図示せず)へ冷却水が導入され、インバータ装置1内のパワー電子素子60(図示せず)が冷却される。その後冷却水は、排水管620を経て、矢印640に沿って循環する事なく船外機300の外部へ排水される。
インバータ装置1内のその他の構成部品は、空冷により冷却される。
Arrows 630 and 640 shown in FIG. 6 indicate the flow of cooling water supply and drainage, respectively.
In the inverter device 1, seawater or the like pumped by the pump 600 along the arrow 630 is taken into the water supply pipe 610 as cooling water. Subsequently, cooling water is introduced into the water jacket 8 (not shown) attached to the inverter device 1, and the power electronic element 60 (not shown) in the inverter device 1 is cooled. After that, the cooling water passes through the drain pipe 620 and is drained to the outside of the outboard motor 300 without circulating along the arrow 640.
The other components in the inverter device 1 are cooled by air cooling.

以上のように、本実施の形態1のインバータ装置1では、パワー電子素子60は冷却水を用いた高い効率で冷却され、温度上昇によるインバータ装置1の故障を防止することができる。また、その他の電解コンデンサ70等の構成部品の冷却は外気との接触による空冷であるため、外気温以下に冷却されることはなく、結露の発生を防止し、インバータ装置1のショート及び誤動作を抑制することができる。 As described above, in the inverter device 1 of the first embodiment, the power electronic element 60 is cooled with high efficiency by using the cooling water, and the failure of the inverter device 1 due to the temperature rise can be prevented. Further, since the other components such as the electrolytic capacitor 70 are air-cooled by contact with the outside air, they are not cooled below the outside air temperature, prevent the occurrence of dew condensation, and cause a short circuit and malfunction of the inverter device 1. It can be suppressed.

実施の形態2.
実施の形態1においては、インバータ装置1に用いられたパワー電子素子60及び電解コンデンサ70等の構成部品について、パワー電子素子60は冷却水を用いたウォータジャケット8による冷却、その他の構成部品は空冷によって冷却することで冷却が過剰となることがなく結露を防止することができた。しかし、ウォータジャケット8に海水等の非循環水を用い、この非循環水の水温が著しく低い場合には、結露が生じる可能性がある。
Embodiment 2.
In the first embodiment, regarding the components such as the power electronic element 60 and the electrolytic capacitor 70 used in the inverter device 1, the power electronic element 60 is cooled by the water jacket 8 using cooling water, and the other components are air-cooled. By cooling with the above, it was possible to prevent dew condensation without excessive cooling. However, if non-circulating water such as seawater is used for the water jacket 8 and the temperature of the non-circulating water is extremely low, dew condensation may occur.

一般にインバータ装置1等に用いるパワー電子素子60では、性能保証温度が決められている。パワー電子素子60が性能保証温度以上となった場合には、誤動作を防止するため駆動を中断することが必要であり、そのためにパワー電子素子60の温度を検出する温度センサが内蔵されている。
この温度センサの測定結果に基づき冷却水の供給量を制御する。具体的には、パワー電子素子60の温度が、一定の設定温度よりも低くなった場合、冷却が過剰であると判断してウォータジャケット8への冷却水の供給が停止、または供給量が少なく制御される。これにより冷却が抑制され、インバータ装置1の筐体6内の温度が外気を下回ることなく維持され、結露が防止される。
Generally, in the power electronic element 60 used for the inverter device 1 or the like, the performance guarantee temperature is determined. When the power electronic element 60 exceeds the guaranteed performance temperature, it is necessary to interrupt the drive in order to prevent malfunction, and for that purpose, a temperature sensor for detecting the temperature of the power electronic element 60 is built in.
The amount of cooling water supplied is controlled based on the measurement result of this temperature sensor. Specifically, when the temperature of the power electronic element 60 becomes lower than a certain set temperature, it is determined that the cooling is excessive, and the supply of the cooling water to the water jacket 8 is stopped or the supply amount is small. Be controlled. As a result, cooling is suppressed, the temperature inside the housing 6 of the inverter device 1 is maintained without falling below the outside air, and dew condensation is prevented.

ウォータジャケット8による冷却効率は、内部を流す冷却水の供給量に依存する。また、同一の水路を用いると仮定すれば、冷却効率は流速に大きく影響される。つまり、冷却効率は、流速が速いとき高く、逆に冷却水用ポンプを停止して、流速を0としたときには、冷却効率は低く、基本的に0となる。
そこで、温度センサを用いて測定したパワー電子素子60の温度に基づいて、冷却水の流速を調節することでウォータジャケット8の冷却を制御することができ、海水等の非循環水の水温が著しく低下した場合であっても結露を防止することができる。
The cooling efficiency of the water jacket 8 depends on the amount of cooling water supplied to the inside. Further, assuming that the same water channel is used, the cooling efficiency is greatly affected by the flow velocity. That is, the cooling efficiency is high when the flow velocity is high, and conversely, when the cooling water pump is stopped and the flow velocity is set to 0, the cooling efficiency is low and basically becomes 0.
Therefore, the cooling of the water jacket 8 can be controlled by adjusting the flow velocity of the cooling water based on the temperature of the power electronic element 60 measured by using the temperature sensor, and the temperature of the non-circulating water such as seawater is remarkably increased. Condensation can be prevented even when the temperature is lowered.

実施の形態3.
実施の形態2においては、パワー電子素子60に内蔵された温度センサが測定したパワー電子素子60の温度に基づいて温度制御を行うことを述べた。
本実施の形態3では、インバータ装置1の外部に外気温センサが備えられている点が異なっている。この外気温センサが取得する外気温データに基づいて冷却水用ポンプの制御を行うことにより、より細かなパワー電子素子60の温度調整が可能となり、インバータ装置1の筐体6内の結露が防止される。
Embodiment 3.
In the second embodiment, it has been described that the temperature is controlled based on the temperature of the power electronic element 60 measured by the temperature sensor built in the power electronic element 60.
The third embodiment is different in that an outside air temperature sensor is provided outside the inverter device 1. By controlling the cooling water pump based on the outside air temperature data acquired by this outside air temperature sensor, it is possible to finely adjust the temperature of the power electronic element 60 and prevent dew condensation inside the housing 6 of the inverter device 1. Will be done.

図7に、本実施の形態3に係るインバータ装置1の温度制御のフローを示す。
<ステップS001>
インバータ装置1の動作を開始する。
<ステップS002>
続いて、温度センサによりパワー電子素子60の温度測定を実行する。
FIG. 7 shows a flow of temperature control of the inverter device 1 according to the third embodiment.
<Step S001>
The operation of the inverter device 1 is started.
<Step S002>
Subsequently, the temperature of the power electronic element 60 is measured by the temperature sensor.

<ステップS003>
インバータ装置1の外部に設置した外気温センサを用いて外気温データを取得する。
パワー電子素子60の温度と外温度とを比較し、外気温よりパワー電子素子の温度が高いか否かを判断する。
パワー電子素子60の温度が低いときは、冷却が過剰であると判断してステップS004へ、パワー電子素子60の温度が高いときは冷却が不足していると判断してステップS005へ進む。
<Step S003>
The outside air temperature data is acquired by using the outside air temperature sensor installed outside the inverter device 1.
The temperature of the power electronic element 60 is compared with the outside air temperature, and it is determined whether or not the temperature of the power electronic element is higher than the outside air temperature.
When the temperature of the power electronic element 60 is low, it is determined that the cooling is excessive and the process proceeds to step S004. When the temperature of the power electronic element 60 is high, it is determined that the cooling is insufficient and the process proceeds to step S005.

<ステップS004>
パワー電子素子60の温度が低い場合、冷却水用ポンプを稼働し、出力が0〜90%の間となるように調整する。
<ステップS005>
パワー電子素子60の温度が高い場合、冷却水用ポンプを稼働し、出力を100%とし、冷却を進める。
<Step S004>
When the temperature of the power electronic element 60 is low, the cooling water pump is operated and the output is adjusted to be between 0 and 90%.
<Step S005>
When the temperature of the power electronic element 60 is high, the cooling water pump is operated to set the output to 100% and proceed with cooling.

このステップS001〜S005の温度制御フローをインバータ装置1に用いることによって、パワー電子素子60の温度が外気温よりも低くなることを防止することができ、インバータ装置1の筐体6内の結露が防止できる。 By using the temperature control flow of steps S001 to S005 for the inverter device 1, it is possible to prevent the temperature of the power electronic element 60 from becoming lower than the outside air temperature, and dew condensation inside the housing 6 of the inverter device 1 can occur. Can be prevented.

なお、冷却水用ポンプの出力を0〜90%の連続的な制御が困難な場合、冷却水用ポンプの動作のONまたはOFFの切り替え制御でも同様の結果を得ることができる。この場合、例えばパワー電子素子60の温度が、外気温よりも低くなった場合、冷却水用ポンプの稼働を止め(OFF)、高くなった場合は稼働を開始(ON)することにより、容易に温度制御することができる。 When it is difficult to continuously control the output of the cooling water pump from 0 to 90%, the same result can be obtained by switching the operation of the cooling water pump ON or OFF. In this case, for example, when the temperature of the power electronic element 60 becomes lower than the outside air temperature, the operation of the cooling water pump is stopped (OFF), and when the temperature becomes higher, the operation is started (ON). The temperature can be controlled.

実施の形態4.
本実施の形態4に記載のインバータ装置1の基本的な構成は、実施の形態1と同じであるが、ウォータジャケット8の構造が異なっている点に特徴を有する。
図8Aは、本実施の形態4で用いるウォータジャケット8の斜視図であり、後述する冷却プレート86を設置した面が上に向けられた状態を示している。図8Bは、流入パイプ81及び流出パイプ82の中心線を含む面で、図8Aに示したウォータジャケット8を厚み方向に切断したウォータジャケット8の断面図を示している。
Embodiment 4.
The basic configuration of the inverter device 1 according to the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment, but is characterized in that the structure of the water jacket 8 is different.
FIG. 8A is a perspective view of the water jacket 8 used in the fourth embodiment, showing a state in which the surface on which the cooling plate 86 described later is installed is turned upward. FIG. 8B is a cross-sectional view of the water jacket 8 obtained by cutting the water jacket 8 shown in FIG. 8A in the thickness direction on the surface including the center lines of the inflow pipe 81 and the outflow pipe 82.

本実施の形態4においては、ウォータジャケット8のボディ部85の一部にパワー電子素子60を配置するための冷却プレート86が備えられている。
実施の形態1等で用いたインバータ装置1のウォータジャケット8は、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料により全体が形成されていた。しかし、本実施の形態4においては、ボディ部85の主要部分が樹脂材料、ボディ部85の一部を構成する冷却プレート86が熱伝導に優れた金属材料で形成されている。
In the fourth embodiment, a cooling plate 86 for arranging the power electronic element 60 is provided in a part of the body portion 85 of the water jacket 8.
The water jacket 8 of the inverter device 1 used in the first embodiment and the like was entirely formed of a metal material having excellent thermal conductivity such as aluminum. However, in the fourth embodiment, the main part of the body portion 85 is formed of a resin material, and the cooling plate 86 forming a part of the body portion 85 is formed of a metal material having excellent heat conduction.

冷却プレート86は、より局所的な冷却を可能とするため、パワー電子素子60と概略同じまたはパワー電子素子60の大きさを超えない大きさとすることが好ましい。
また、冷却プレート86は、熱伝導性に優れたアルミニウム、銅等の金属材料で形成されることが好ましく、本実施の形態4においては、銅材料が用いられている。
In order to enable more local cooling, the cooling plate 86 is preferably substantially the same size as the power electronic element 60 or having a size not exceeding the size of the power electronic element 60.
Further, the cooling plate 86 is preferably formed of a metal material such as aluminum or copper having excellent thermal conductivity, and the copper material is used in the fourth embodiment.

ウォータジャケット8のボディ部85が樹脂材料と金属製の冷却プレート86とで形成されることにより、樹脂材料の部分の成型が容易で、軽量化が可能となり、また金属製の冷却プレート86が用いられることにより、局所的な冷却が可能となる。
本実施の形態4のウォータジャケット8を用いることにより、冷却が必要な部分のみを局所的に冷却することができるため、インバータ装置1の筐体6内の全体が冷却過剰となることがなく、結露を防止することができる。
Since the body portion 85 of the water jacket 8 is formed of the resin material and the metal cooling plate 86, the resin material portion can be easily molded and reduced in weight, and the metal cooling plate 86 is used. By doing so, local cooling becomes possible.
By using the water jacket 8 of the fourth embodiment, only the portion requiring cooling can be locally cooled, so that the entire inside of the housing 6 of the inverter device 1 is not overcooled. Condensation can be prevented.

実施の形態5.
本実施の形態5に記載のインバータ装置1の基本的な構成は、実施の形態1と同じであるが、電解コンデンサ70の冷却のために、インバータ装置1の筐体6の外面の一部にフィン22が形成されている点に特徴を有する。
図9に本実施の形態5で用いるインバータ装置1の斜視図を示す。
Embodiment 5.
The basic configuration of the inverter device 1 according to the fifth embodiment is the same as that of the first embodiment, but for cooling the electrolytic capacitor 70, a part of the outer surface of the housing 6 of the inverter device 1 is provided. It is characterized in that the fins 22 are formed.
FIG. 9 shows a perspective view of the inverter device 1 used in the fifth embodiment.

実施の形態1においては、パワー電子素子60はウォータジャケット8を用いた局所的な冷却が可能であるが、電解コンデンサ70はケース2の内部にあり、直接もしくは緩衝材等を介して間接的にケース2の内面に接触しており、ケース2の平坦な外面からの放熱による空冷のみが可能であった。
動作させる動力用モータの出力が低い場合には、電解コンデンサ70等について、特に冷却効率を考慮する必要はない。ケース2を高熱伝導性の金属材料で形成すれば、平坦な外面からの空冷により十分に電解コンデンサ70の温度上昇が抑制される。
In the first embodiment, the power electronic element 60 can be locally cooled by using the water jacket 8, but the electrolytic capacitor 70 is inside the case 2, and is directly or indirectly via a cushioning material or the like. It is in contact with the inner surface of the case 2, and only air cooling is possible by dissipating heat from the flat outer surface of the case 2.
When the output of the power motor to be operated is low, it is not necessary to consider the cooling efficiency of the electrolytic capacitor 70 and the like. If the case 2 is made of a metal material having high thermal conductivity, the temperature rise of the electrolytic capacitor 70 is sufficiently suppressed by air cooling from a flat outer surface.

しかし、動力用モータの出力が高い場合、インバータ装置1の出力を高くする必要があり、パワー電子素子60以外の電解コンデンサ70等の構成部品での温度上昇も考慮する必要がある。
本実施の形態5は、このような高出力のインバータ装置1を用いる場合に、ケース2部分での空冷による冷却効率を高くするために、図9に示すようにフィン22を設けている点を特徴としている。
However, when the output of the power motor is high, it is necessary to increase the output of the inverter device 1, and it is also necessary to consider the temperature rise in the components such as the electrolytic capacitor 70 other than the power electronic element 60.
In the fifth embodiment, when such a high output inverter device 1 is used, fins 22 are provided as shown in FIG. 9 in order to increase the cooling efficiency by air cooling in the case 2 portion. It is a feature.

フィン22の形状は、本実施の形態5では、図9のように、プレート状のフィン22を用いたが、フィン22は、この形状に限定されるものではなく、周辺の空気との接触面積を大きくすればよく、円柱状のいわゆるピンフィンであっても用いることができる。 As the shape of the fin 22, the plate-shaped fin 22 is used in the fifth embodiment as shown in FIG. 9, but the fin 22 is not limited to this shape and has a contact area with the surrounding air. It is sufficient to increase the size, and even a columnar so-called pin fin can be used.

また、図9では、ケース2の外面にフィン22を形成した図を示したが、ケース2を塞ぐリッド3の外面にフィン22を形成しても同様の効果を得ることができる。 Further, although FIG. 9 shows a diagram in which the fins 22 are formed on the outer surface of the case 2, the same effect can be obtained by forming the fins 22 on the outer surface of the lid 3 that closes the case 2.

本実施の形態5のインバータ装置1では、パワー電子素子60の温度上昇によるインバータ装置1の故障を防止することができる。また、電解コンデンサ70等のその他の構成部品の冷却は外気との接触による空冷であるため、外気温以下に冷却されることはなく、結露の発生を防止し、インバータ装置1のショート及び誤動作が抑制される。
同時に、筐体6の外面にフィン22を備えたことにより、インバータ装置1が高出力となった場合であっても、電解コンデンサ70等の構成部品を十分に冷却することができる。
In the inverter device 1 of the fifth embodiment, it is possible to prevent the inverter device 1 from failing due to the temperature rise of the power electronic element 60. Further, since the cooling of other components such as the electrolytic capacitor 70 is air cooling by contact with the outside air, it is not cooled below the outside air temperature, the occurrence of dew condensation is prevented, and the inverter device 1 is short-circuited and malfunctions. It is suppressed.
At the same time, since the fins 22 are provided on the outer surface of the housing 6, the components such as the electrolytic capacitor 70 can be sufficiently cooled even when the inverter device 1 has a high output.

実施の形態6.
本実施の形態6に記載のインバータ装置1の基本的な構成は、実施の形態5に記載された、筐体6の外面にフィン22を備えた構成と同じであるが、電解コンデンサ70の冷却効率をさらに高めるために、ウォータジャケット8のボディ部85から延びたひさし部84を備えた点で異なっている。
Embodiment 6.
The basic configuration of the inverter device 1 according to the sixth embodiment is the same as the configuration in which the fins 22 are provided on the outer surface of the housing 6 according to the fifth embodiment, but the cooling of the electrolytic capacitor 70 is performed. It differs in that it is provided with a canopy 84 extending from the body 85 of the water jacket 8 to further increase efficiency.

図10Aに本実施の形態6のインバータ装置1の斜視図を示した。また、図10Bにインバータ装置1の中央部分を、流入パイプ81及び流出パイプ82の中心線に垂直な面で、切断した断面図を示した。
図10A、図10Bに示すように、インバータ装置1の筐体6の外面には実施の形態5と同様にフィン22が形成されている。また、ウォータジャケット8のボディ部85から延びたひさし部84は、フィン22と一定の間隙が維持され、フィン22を覆うように形成されている。
FIG. 10A shows a perspective view of the inverter device 1 of the sixth embodiment. Further, FIG. 10B shows a cross-sectional view of the central portion of the inverter device 1 cut along a plane perpendicular to the center line of the inflow pipe 81 and the outflow pipe 82.
As shown in FIGS. 10A and 10B, fins 22 are formed on the outer surface of the housing 6 of the inverter device 1 as in the fifth embodiment. Further, the eaves portion 84 extending from the body portion 85 of the water jacket 8 is formed so as to cover the fins 22 while maintaining a constant gap with the fins 22.

図10Bのインバータ装置1の断面図からわかるように、電解コンデンサ70は、インバータ装置1のケース2の内面に配置されており、電解コンデンサ70を実装した部分の反対面にフィン22が形成されている。
パワー電子素子60はウォータジャケット8に接して配置されている。そのため、インバータ装置1の動作により高温になったパワー電子素子60は、ウォータジャケット8の水路83に流れる冷却水により冷却される。
As can be seen from the cross-sectional view of the inverter device 1 of FIG. 10B, the electrolytic capacitor 70 is arranged on the inner surface of the case 2 of the inverter device 1, and fins 22 are formed on the opposite surface of the portion where the electrolytic capacitor 70 is mounted. There is.
The power electronic element 60 is arranged in contact with the water jacket 8. Therefore, the power electronic element 60, which has become hot due to the operation of the inverter device 1, is cooled by the cooling water flowing through the water channel 83 of the water jacket 8.

ウォータジャケット8は、インバータ装置1の筐体6を構成するケース2に形成された、破線で囲んで示した開口部20に熱的インシュレータ9を介して配置されている。そのため、パワー電子素子60以外の構成部品、例えば電解コンデンサ70には、ウォータジャケット8とは熱的に切り離されており、ウォータジャケット8の冷却効果は及ばない。電解コンデンサ70は、ケース2の表面及びケース2に設けられたフィン22からの空冷により冷却される。 The water jacket 8 is arranged via a thermal insulator 9 in an opening 20 formed in a case 2 constituting the housing 6 of the inverter device 1 and shown by being surrounded by a broken line. Therefore, the components other than the power electronic element 60, for example, the electrolytic capacitor 70, are thermally separated from the water jacket 8, and the cooling effect of the water jacket 8 does not reach. The electrolytic capacitor 70 is cooled by air cooling from the surface of the case 2 and the fins 22 provided on the case 2.

一方、フィン22は、ウォータジャケット8から延びたひさし部84により覆われている。ウォータジャケット8の冷却効果によりひさし部84とその周囲の空気が冷却され、その結果、フィン22及びケース2表面からの放熱が促進され、電解コンデンサ70等の構成部品が冷却される。 On the other hand, the fins 22 are covered with the eaves 84 extending from the water jacket 8. The cooling effect of the water jacket 8 cools the eaves portion 84 and the air around it, and as a result, heat dissipation from the fins 22 and the surface of the case 2 is promoted, and the components such as the electrolytic capacitor 70 are cooled.

本実施の形態6において、ケース2に形成されたフィン22とウォータジャケット8から延びたひさし部84とは接触することがなく、一定の間隙が維持されることが重要である。仮に接触した場合、電解コンデンサ70等の構成部品が過剰に冷却され、筐体6内の温度が下がりすぎることが考えられ、結露を生じる可能性がある。
また、フィン22とひさし部84との間は、空気からなる一定の間隙を有する例を示したが、適当な熱伝導率を有する緩衝材を挟持しても同様に用いることができる。
In the sixth embodiment, it is important that the fins 22 formed in the case 2 and the eaves 84 extending from the water jacket 8 do not come into contact with each other and a constant gap is maintained. If they come into contact with each other, it is possible that the components such as the electrolytic capacitor 70 are excessively cooled and the temperature inside the housing 6 drops too much, which may cause dew condensation.
Further, although an example in which a certain gap made of air is provided between the fin 22 and the eaves portion 84 is shown, a cushioning material having an appropriate thermal conductivity can be sandwiched in the same manner.

以上のように、本実施の形態6のインバータ装置1では、パワー電子素子60の温度上昇によるインバータ装置1の故障を防止することができる。また、その他の電解コンデンサ70等の構成部品の冷却は外気との接触による空冷であるため、外気温以下に冷却されることはなく、結露の発生が防止され、インバータ装置1の誤動作等が抑制される。
同時に、筐体6の外面にフィン22とウォータジャケット8から延びたひさし部84とが備えられ、インバータ装置1が高出力となった場合であっても、電解コンデンサ70等の構成部品を十分に冷却することができる。
As described above, in the inverter device 1 of the sixth embodiment, it is possible to prevent the inverter device 1 from failing due to the temperature rise of the power electronic element 60. Further, since the cooling of other components such as the electrolytic capacitor 70 is air cooling by contact with the outside air, it is not cooled below the outside air temperature, the occurrence of dew condensation is prevented, and the malfunction of the inverter device 1 is suppressed. Will be done.
At the same time, the outer surface of the housing 6 is provided with the fins 22 and the eaves portion 84 extending from the water jacket 8, so that even when the inverter device 1 has a high output, the components such as the electrolytic capacitor 70 are sufficiently provided. Can be cooled.

実施の形態7.
実施の形態1から6においては、ケース2に形成した開口部20に、樹脂またはセラミック等の低熱伝導性の材料からなる熱的インシュレータ9を形成し、この熱的インシュレータ9を介してウォータジャケット8を開口部20に対向させて配置していた。
本実施の形態7においては、開口部20に熱的インシュレータ9として樹脂またはセラミック等を用いることなく、開口部20とウォータジャケット8との間に空気層10が用いられている。
本構成のインバータ装置1は、非防水でも使用できる環境下に適用することができる。
Embodiment 7.
In the first to sixth embodiments, a thermal insulator 9 made of a material having low thermal conductivity such as resin or ceramic is formed in the opening 20 formed in the case 2, and the water jacket 8 is formed through the thermal insulator 9. Was arranged to face the opening 20.
In the seventh embodiment, the air layer 10 is used between the opening 20 and the water jacket 8 without using resin, ceramic, or the like as the thermal insulator 9 in the opening 20.
The inverter device 1 having this configuration can be applied in an environment where it can be used even if it is not waterproof.

本実施の形態7のウォータジャケット8の斜視図を図11A、ウォータジャケット8を配置したインバータ装置1の平面図を図11Bに示す。
ウォータジャケット8は、図11Aに示すように、他の実施の形態で用いたウォータジャケット8と基本的には同じ形状をしている。ただし、本実施の形態7のウォータジャケット8は熱的インシュレータ9を用いることなくケース2の開口部20に配置することができるようフランジ87が四隅に備えられた点に特徴を有している。
A perspective view of the water jacket 8 of the seventh embodiment is shown in FIG. 11A, and a plan view of the inverter device 1 in which the water jacket 8 is arranged is shown in FIG. 11B.
As shown in FIG. 11A, the water jacket 8 has basically the same shape as the water jacket 8 used in the other embodiments. However, the water jacket 8 of the seventh embodiment is characterized in that flanges 87 are provided at four corners so that the water jacket 8 can be arranged in the opening 20 of the case 2 without using the thermal insulator 9.

本実施の形態7では、フランジ87は、図11Aに示すように、ウォータジャケット8の流入パイプ81と流出パイプ82の左右に2本ずつ配置している。
フランジ87の本数、配置は、これに限定するものではなく、開口部20の大きさ、形状等に応じて、本数、配置を変更して用いることができる。
In the seventh embodiment, as shown in FIG. 11A, two flanges 87 are arranged on the left and right sides of the inflow pipe 81 and the outflow pipe 82 of the water jacket 8.
The number and arrangement of the flanges 87 are not limited to this, and the number and arrangement of the flanges 87 can be changed according to the size, shape, and the like of the opening 20.

図11Bの平面図に示すように、破線で囲んで示した開口部20に、ウォータジャケット8を配置し、フランジ87を用いて橋渡しするように固定する。固定は、ネジまたは接着剤等を用いることができる。
本実施の形態7の構造では、熱的インシュレータ9を用いることなく、空気層10によりケース2とウォータジャケット8との間の熱伝導が抑制される。また、本構造では、非防水の環境下での使用に限られるものの、簡便な構造で、インバータ装置1を得ることができる。
As shown in the plan view of FIG. 11B, the water jacket 8 is arranged in the opening 20 surrounded by the broken line and fixed so as to be bridged by the flange 87. For fixing, screws, adhesive or the like can be used.
In the structure of the seventh embodiment, the heat conduction between the case 2 and the water jacket 8 is suppressed by the air layer 10 without using the thermal insulator 9. Further, although this structure is limited to use in a non-waterproof environment, the inverter device 1 can be obtained with a simple structure.

本願の実施の形態において、パワー電子素子60の温度と外気温との比較、冷却水用ポンプの制御等の演算を行うハードウェア91の一例を図12に示す。
図に示すように、ハードウェア91は、プロセッサ92と記憶装置93から構成される。記憶装置は図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ92は、記憶装置93から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ92にプログラムが入力される。また、プロセッサ92は、演算結果等のデータを記憶装置93の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。
FIG. 12 shows an example of the hardware 91 that performs calculations such as comparing the temperature of the power electronic element 60 with the outside air temperature and controlling the cooling water pump in the embodiment of the present application.
As shown in the figure, the hardware 91 includes a processor 92 and a storage device 93. Although the storage device is not shown, it includes a volatile storage device such as a random access memory and a non-volatile auxiliary storage device such as a flash memory. Further, an auxiliary storage device of a hard disk may be provided instead of the flash memory. The processor 92 executes the program input from the storage device 93. In this case, a program is input from the auxiliary storage device to the processor 92 via the volatile storage device. Further, the processor 92 may output data such as a calculation result to the volatile storage device of the storage device 93, or may store the data in the auxiliary storage device via the volatile storage device.

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つまたは複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
Although various exemplary embodiments and examples have been described in the present application, the various features, embodiments, and functions described in one or more embodiments may be applied to the application of a particular embodiment. Not limited, it can be applied to embodiments alone or in various combinations.
Therefore, innumerable variations not illustrated are envisioned within the scope of the techniques disclosed herein. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted, and further, at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments.

1 インバータ装置、2 ケース、3 リッド、4 直流電力用ハーネス、5 交流電力用ハーネス、6 筐体、8 ウォータジャケット、9 熱的インシュレータ、10 空気層、20 開口部、21 ケース底部、22 フィン、60 パワー電子素子、70 電解コンデンサ、81 流入パイプ、82 流出パイプ、83 水路、84 ひさし部、85 ボディ部、86 冷却プレート、87 フランジ、91 ハードウェア、92 プロセッサ、93 記憶装置、200 船、300 船外機、400 バッテリ、500 動力用交流モータ、600 ポンプ、610 給水管、620 排水管、630 矢印、640 矢印、700 電子ユニット。 1 Inverter device, 2 cases, 3 lids, 4 DC power harnesses, 5 AC power harnesses, 6 housings, 8 water jackets, 9 thermal insulators, 10 air layers, 20 openings, 21 case bottoms, 22 fins, 60 power electronic elements, 70 electrolytic capacitors, 81 inflow pipes, 82 outflow pipes, 83 water channels, 84 eaves, 85 bodies, 86 cooling plates, 87 flanges, 91 hardware, 92 processors, 93 storage devices, 200 ships, 300 Outboard unit, 400 battery, 500 AC motor for power, 600 pump, 610 water supply pipe, 620 drain pipe, 630 arrow, 640 arrow, 700 electronic unit.

Claims (10)

パワー電子素子及び電解コンデンサを収納する筐体と、
前記筐体に形成された開口部と、
前記開口部の周囲に沿って配置された熱的インシュレータと、
冷却水の流入パイプ及び排出パイプとボディ部を有し、前記ボディ部の第一の面が、前記熱的インシュレータを介して、前記筐体の外側から前記開口部を塞いで配置されたウォータジャケットと、を備え、
前記パワー電子素子は、前記ボディ部の第一の面に取付けられ、
前記電解コンデンサは、前記熱的インシュレータにより前記ウォータジャケットと隔てられ、前記筐体の内部に取付けられ前記筐体の内面に接触していることを特徴とするインバータ装置。
A housing for storing power electronic elements and electrolytic capacitors,
With the opening formed in the housing,
Thermal insulators placed along the perimeter of the opening,
A water jacket having an inflow pipe and a discharge pipe for cooling water and a body portion, and a first surface of the body portion is arranged so as to close the opening from the outside of the housing via the thermal insulator. And with
The power electronic element is attached to the first surface of the body portion and is attached to the first surface.
An inverter device characterized in that the electrolytic capacitor is separated from the water jacket by the thermal insulator , is attached to the inside of the housing, and is in contact with the inner surface of the housing.
前記熱的インシュレータは樹脂製またはセラミック製であることを特徴とする請求項1に記載のインバータ装置。 The inverter device according to claim 1, wherein the thermal insulator is made of resin or ceramic. 前記熱的インシュレータは空気層であることを特徴とする請求項1に記載のインバータ装置。 The inverter device according to claim 1, wherein the thermal insulator is an air layer. 前記ボディ部は、熱伝導率の異なる材料からなり、熱伝導率が高い方の材料からなる部分に、前記パワー電子素子が取付けられていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のインバータ装置。 Any of claims 1 to 3, wherein the body portion is made of a material having a different thermal conductivity, and the power electronic element is attached to a portion made of a material having a higher thermal conductivity. The inverter device according to item 1. 前記ボディ部の前記パワー電子素子が取付けられた部分には、前記パワー電子素子の大きさを超えない大きさの金属製の冷却プレートが取付けられていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のインバータ装置。 Claims 1 to 1, wherein a metal cooling plate having a size not exceeding the size of the power electronic element is attached to a portion of the body portion to which the power electronic element is attached. The inverter device according to any one of 3. 前記筐体の外面に、放熱用のフィンが形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のインバータ装置。 The inverter device according to any one of claims 1 to 5, wherein fins for heat dissipation are formed on the outer surface of the housing. 前記フィンは、プレート状または円柱状であることを特徴とする請求項6に記載のインバータ装置。 The inverter device according to claim 6, wherein the fins have a plate shape or a columnar shape. 前記ボディ部から延伸され、前記フィン及び前記筐体と接することなく前記フィンを覆って配置されたひさし部が備えられたことを特徴とする請求項6または請求項7に記載のインバータ装置。 The inverter device according to claim 6 or 7, wherein a eaves portion extending from the body portion and arranged so as to cover the fins without contacting the fins and the housing is provided. 前記ウォータジャケットへの冷却水の供給量は、前記パワー電子素子の温度に応じて制御されることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のインバータ装置。 The inverter device according to any one of claims 1 to 8, wherein the amount of cooling water supplied to the water jacket is controlled according to the temperature of the power electronic element. 前記パワー電子素子の温度が外気温を下回った場合、冷却水の供給を停止または供給量を減少させることを特徴とする請求項9に記載のインバータ装置。 The inverter device according to claim 9, wherein when the temperature of the power electronic element falls below the outside air temperature, the supply of cooling water is stopped or the supply amount is reduced.
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